本发明专利技术属于液晶材料制备领域，涉及一种用于液晶波前校正器的快速响应液晶材料及制备方法。其特征是将烷基联苯基异硫氰酸酯、烷基三联苯基异硫氰酸酯、烷基二苯乙炔基异硫氰酸酯、烷基苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯等八种化合物按照一定的重量百分比进行混配，加热混合均匀后得到Δn值为0.30～0.45、低粘度的宽温向列相液晶；将获得的液晶材料制成反射式平行排列的液晶盒，相当于单像素液晶波前校正器；其中液晶层厚度控制在1.6μm～2.0μm，保证位相调制量大于一个波长785nm；在5V电压驱动下，一个波长位相调制量的响应时间为2.4ms～2.5ms。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液晶材料制备
，涉及液晶波前校正器中的液晶材料，是ー种快速响应液晶材料及制备方法，具体地说是。
技术介绍
光波前自适应校正系统的功能是对入射光的畸变波前进行实时补偿校正，得到理想的光学成像。基于向列相液晶材料的液晶波前校正器，采用成熟的微电子技术制备エ艺，具有高象素密度的特点，不但校正精度高，而且可以利用相息图技术校正波前，只需要IX (入为被调制光的波长)的绝对位相调制量，就可以校正深度为KU的畸变波前。因此使用液晶波前校正器的自适应光学系统在大口径望远镜成像领域具有很大的应用潜力。但是向列相液晶器件的响应速度通常较慢，尤其是位相调制量达到785nm的时候响应时间长于6ms，但大气自适应光学要求波前校正器的速度要10 20倍于大气湍流的变化频率，而大气湍流的变化频率主要在30Hz 60Hz之间，因此液晶器件的响应时间须短于2. 5ms。若器件响应速度更快，自适应校正后的光波前畸变残余量就会更小，经过自适应校正的光学系统成像效果会更好。液晶波前校正器的工作原理为被调制的偏振光垂直入射到液晶器件，且偏振电矢量方向与液晶分子的排列方向平行，当对液晶器件施加从低到高的驱动电压时，液晶分子会发生从平行到垂直于基板的转动，从而表现出不同的折射率，即可以获得从0到And 的相对光程差(A n为液晶材料最大的各向异性折射率差，d为液晶层厚度)，据此制成液晶波前校正器，它的最大位相调制量即为And。液晶分子在不同电压下重新排列的时间称为响应时间。当电压升高时，液晶分子在电场驱动下趋向于垂直基板排列；当电压降低时，液晶分子依靠自身的弾性力从趋向垂直于基板排列转为趋向平行基板排列；通常液晶的弾性力小于电场的作用力，故后过程的响应时间一般比前过程长，所以将液晶波前校正器的响应时间定义为，撤去强电场后液晶分子依靠自身的弾性カ从垂直于基板排列转向平行基板排列，当And变化了一个波长时所经历的时间即为液晶波前校正器的响应时间。液晶波前校正器的响应时间由液晶材料的性质所決定。所以，人们在制备液晶波前校正器时应采用快速响应的液晶材料。国际上，人们曾提出利用铁电液晶材料和双频液晶材料来实现高速波前校正。但是，铁电液晶位相调制量小，无法满足校正量的要求；双频液晶存在驱动电压高、超过大规模集成电路载荷的问题，使得器件分辨率很难做高。因此，它们都不适用于液晶波前校正器。在液晶显示器应用中，人们曾提出多种快速响应的液晶化学结构和混合配方。但这些显示用快速液晶材料并不适于制备液晶波前校正器，因为显示用的液晶材料需要宽视角，因此An < 0. 1，而波前校正器必须具有IX (A为被调制光的波长)的调制量，通常被调制光为近红外光波段，这里以入 785nm为例，采用反射式器件，即要2And> 785nm， 如果ム11<0.1，则液晶层的厚度(1>3.911111，而响应时间与(12成正比，通常d > 3 U m器件就会失去快速响应性能。因此，用于液晶波前校正器的液晶材料通常要An > 0. 3。商品化的高An液晶材料有腈基联苯，腈基三联苯，ニ苯基炔结构的化合物，这些液晶材料的旋转粘度较大，响应时间一般在IOms以上，甚至长于30ms，也不符合液晶波前校正器的要求。因此，液晶波前校正器中的液晶材料必须同时具有高An和低粘度两种特性。美国的Wu S等提出液晶分子中含有_■苯基こ块和异硫氛酸酷基团可获得闻An 和低粘度，并给出了ー些液晶材料的基本化学结构，但在这些论文和专利中并未给出液晶混合物的组成和配比，也未提及此材料在IX即785nm位相调制量下的响应时间，根据他们在文献中公布的參数估算，此液晶材料用于反射式液晶波前校正器，I入(A = 785nm)位相调制量下的响应时间应略大于3ms,还不能满足液晶波前校正器的要求。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有液晶材料的不足，实现反射式液晶波前校正器在IX (A = 785nm)位相调制量下的快速响应，提出了ー种高△ n和低粘度液晶材料的组成配比，目的是提供一种。本专利技术的液晶配方中含有一种烧基联苯基异硫氛酸酷、两种烧基ニ联苯基异硫氛酸酷、ニ种烧基_■苯こ块基异硫氛酸酷、两种烧基苯基_■苯こ块基异硫氛酸酷，共八种液晶化合物。这八种化合物的分子式为权利要求1. 一种用于液晶波前校正器的快速响应液晶材料，其特征为快速响应液晶材料中包含 (a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)八种化合物，分子式分别为上述(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)八种化合物的重量百分比为(a)3% 8%， (b) 6% 10%，(c) 5% 9%，(d) 10% 15%，(e) 31% 36%，(f) 20% 25%，(g) 5% 10%, (h)5% 10% ；上述液晶材料的An为0. 30 0. 45，其向列相液晶的温度范围至少为0°C 70°C。2.根据权利要求I所述的用于液晶波前校正器的快速响应液晶材料，其特征为制成反射式平行排列的液晶盒，其中液晶层厚度控制在I. 6 y m 2. 0 y m时，位相调制量能够大于3.根据权利要求1、2所述的用于液晶波前校正器的快速响应液晶材料，其特征为上述八种化合物混合配方的重量百分比为(a) 5%, (b)8%, (c)7%, (d)ll%, (e)33%, (f)22%, (g)7%, (h)7% ;按这个混合配方获得的液晶材料，其An为0. 34、向列相温度范围为-5V 110°C ；制成液晶平行取向的反射式液晶盒，液晶层厚I. 9 ii m ;入射光波长为785nm、5V电压驱动时，I A位相调制量的响应时间为2. 4mso4.一种用于液晶波前校正器的快速响应液晶材料的制备方法，其特征是将以下八种化合物全文摘要本专利技术属于液晶材料制备领域，涉及一种。其特征是将烷基联苯基异硫氰酸酯、烷基三联苯基异硫氰酸酯、烷基二苯乙炔基异硫氰酸酯、烷基苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯等八种化合物按照一定的重量百分比进行混配，加热混合均匀后得到Δn值为0.30～0.45、低粘度的宽温向列相液晶；将获得的液晶材料制成反射式平行排列的液晶盒，相当于单像素液晶波前校正器；其中液晶层厚度控制在1.6μm～2.0μm，保证位相调制量大于一个波长785nm；在5V电压驱动下，一个波长位相调制量的响应时间为2.4ms～2.5ms。文档编号C09K19/44GK102604649SQ20121004675公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日专利技术者刘永刚, 夏明亮, 姚丽双, 宣丽, 彭增辉, 曹召良, 李大禹, 杨程亮, 穆全全, 胡立发, 鲁兴海 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宣丽，彭增辉，刘永刚，姚丽双，胡立发，曹召良，穆全全，李大禹，夏明亮，杨程亮，鲁兴海，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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